9. Вынос элементов питания с урожаем (биологический, хозяйственный, остаточный).

Вынос элементов питания с урожаем – это потребность в них с/х культур для накопления единицы урожая или получения определенной урожайности с единицы площади. Выражается кг/т или кг/га.

Части биологического (общего выноса) показывают общее количество элементов питания необходимых растению для формирования биомассы (включая подземные и надземные органы)

- Хозяйственная часть

- Остаточная часть

Хозяйственный вынос – это вынос питательных веществ с основной и побочной продукцией (зерно и солома). В зависимости от биологических особенностей растения хоз. вынос может составлять 20-85% биологического.

Остаточный вынос – это часть, сосредоточенная в пожнивных и корневых остатках, опавших листьях, побочная продукция если она оставляется в поле. При определении остаточного выноса учитываются и элементы питания, выделяемые корнями в почву в течение вегетации.

В практической деятельности, как правило, пользуются хоз. выносом, т.е. при расчете доз удобрений преследуется цель компенсировать потери питательных веществ отчуждаемых с территории хозяйственной продукцией.

Величина хозяйственного выноса определяется биологическими особенностями, уровнем урожайности и ее структурой. Биологические особенности определяют химический состав сухого вещества и соотношение элементов питания.

Пример: зерновые выносят N:P2O5:K2O=2,5-3:1:1,8-2,6

пропашные выносят N:P2O5:K2O=2,5-4,5:1:3,5-6

Химический состав растений зависит и от условий минерального питания. Недостаток какого-либо элемента в почве вызывает снижение его в растении, повышение – наоборот.

Технические и кормовые культуры накапливают больше сухого вещества, чем зерновые, поэтому характеризуются более высоким выносом элементов питания.

Вынос одной и той же культуры увеличивается с ростом ее урожайности. Основная и побочная продукция растения различается по содержанию элементов питания.

Пример: в зерне хлебных злаков содержится в 4 раза больше N и P и в 3 раза меньше К чем в соломе.

Поэтому изменение структуры урожайности в зависимости от структуры урожая отразится на размере выноса.

Влияние на структуру урожайности могут оказывать: почвенно-климатические условия. Так сахарная свекла при возделывании на Пд формирует больше ботвы, чем на черноземах, как следствие вынос элементов питания 1 т корней с соответствующей ботвой увеличится в 2-2,5 раза.

Формула для расчета выноса: Э, кг/га , где

У0 – урожайность основной продукции т/га

Э0 – содержание элемента питания в основной продукции

Уп – урожайность побочной продукции т/га

Эп – содержание элемента питания в побочной продукции

1000 – перевод т в кг

100 – пересчет в %

т.к. урожайность побочной продукции учитывается редко, обычно выражают вынос в расчете на единицу основной продукции с расчетом на побочную.

Э, кг/т , где В – хозяйственный вынос элемента питания кг/га

10. Поступление питательных веществ в растения. Строение корневой системы. Поступление иона в свободное пространство корня.

Р астения поглощают питательные вещества почвы с помощью корневой системы. Корни растений сильно разветвлены, проникают в почву на глубину 1,5-2 м, у некоторых растений 5-10 м. В ширину распространяется на 30-65см.

Каждый корень можно разделить на 3 основные зоны:

1. Роста и растяжения 1,5 мм

2. Всасывания 1-2 см

3. Боковых корней

Зона роста и растяжения. При делении клеток апикальной меристемы расположенной в этой зоне происходит рост корня.

З

I – зона корневых волосков; II – зона растяжения; III – зона меристемы; IV – корневой чехлик;

она всасывания (корневых волосков) – зона активного поглощения, наружные клетки которой образуют выросты – корневые волоски. Диаметром 5-72 мкм, длиной 80-1500 мкм.

Зона боковых корней (проводящая) – покрыта пробковой тканью.

Наличие большого количества корневых волосков 200-500 шт/мм2 в соответствующей зоне определяет исключительно тесный контакт корневой системы с почвой.

Корневой волосок существует не долго, от 1 до нескольких суток, после их отмирания интенсивность поглощения питательных веществ на данном участке корня резко снижается. По мере нарастания корня происходит перемещение зоны активного поглощения в почве, и растение получает возможность получать новое количество элементов питания. Наблюдается хемотропизм, т.е. корень растет в сторону большей концентрации питательных веществ.

В поступлении питательных веществ можно выделить этапы:

1) поступление иона в кажущееся свободное пространство корня

2) преодоление мембранного барьера

3) транспорт иона по тканям растения

Поступление иона в кажущееся свободное пространство корня

Питательные вещества могут вступать в контакт с поверхностью корня по 3-м механизмам:

1. корневой перехват (к соприкосновению с питательным веществом приводит рост корней)

2. массовый поток (растения поглощают воду, вызывая движение к корню почвенного раствора содержащего питательные вещества)

3. диффузия (потребляя элементы питания растения, уменьшают их концентрацию у поверхности корней, это дает возможность перемещения питательных веществ по градиенту концентрации)

Вклад каждого из этих механизмов зависит от интенсивности поглощения веществ корнем и от обеспеченности элементом почвы. Катионы и анионы элементов питания поступая к поверхности корня обменно адсорбируются в «кажущемся свободном» пространстве – апопласте, образованном клеточными стенками и межклетником и составляющее 5-10% растительных тканей. Благодаря апопласту корни растения также как и почвенные коллоиды облают емкостью поглощения.

В процессе дыхания корневой системы выделяется СО2, который взаимодействуя с Н2О образует Н2СО3 частично диссациирующего на Н+ и НСО3- . Эти ионы адсорбируются в апопласте и составляют постоянно возобновляемый обменный фонд клеток корня. При контакте корня с почвенным раствором и коллоидными частицами происходит обмен Н+ на катион NH4+,K+ и др., НСО3- меняется на NO3-,Cl- и др.

Поглощение элементов питания свободным пространством корня может осуществляться не только обменно на Н+ и НСО3- но и на ионы органических и минеральных соединений выделяемых корнем.

Ионы элементов питания, адсорбированные в апопласте удерживаются силами электростатического притяжения и могут вытесняться другими ионами в окружающий раствор.

Таким образом, поглощение питательных веществ свободным пространством – это предварительный этап поступления их в клетку.